Пара вопросов про поле Хиггса

[kinoman84]

Уважаемые форумчане, извините, если вопросы покажутся некорректными, но они у меня появились и очень хочется услышать ответы.
1) Поле Хиггса ответственно за возникновение массы. Возьмем элементарную частицу, скажем, электрон. Просачиваясь сквозь поле Хиггса, он обретает некоторую массу. Но ведь, в то же время, в его итоговую массу делает существенный вклад и его энергия связи - переносчики взаимодействия, которые он постоянно излучает. Эти переносчики перемещаются со скоростью света, а значит не взаимодействуют с полем Хиггса. В итоге всё-таки что такое масса элементарной частицы?
2) Фотоны несутся с максимальной скоростью, потому что не взаимодействуют с полем Хиггса. Означает ли это, что любой объект во вселенной перемещался бы со скоростью света, если бы поля Хиггса не существовало, или есть и другие факторы?
3) Какая характеристика нашей Вселенной накладывает ограничение на скорость света? Какой краник ответственен именно за такую скорость?
4) Можно ли рассматривать поле Хиггса как некое подобие эфира? Ведь частицы перемещаются в нем, а оно заполняет всё пространство. Частицы пересекают разные участки поля, а значит точно движутся. Разве не так?

[arseniiv]

kinoman84 в сообщении #1102223 писал(а):

Поле Хиггса ответственно за возникновение массы.

Не совсем так. Поле может быть массивным и само по себе. Иногда, правда, есть ограничения, и поля с некоторыми свойствами могут быть только безмассовыми (физики скажут), и вот тут механизм Хиггса очень кстати.

kinoman84 в сообщении #1102223 писал(а):

Эти переносчики перемещаются со скоростью света, а значит не взаимодействуют с полем Хиггса.

Тут вы сами себе противоречите. Сначала безмассовое (хотя это предположение совершенно не обязательно) поле взаимодействует с полем Хиггса и выглядит от этого как массивное, а потом вдруг безмассовое поле не может с ним взаимодействовать.

kinoman84 в сообщении #1102223 писал(а):

Означает ли это, что любой объект во вселенной перемещался бы со скоростью света, если бы поля Хиггса не существовало, или есть и другие факторы?

Как уже написано, поля не обязаны быть безмассовыми. Они могут иметь массу «просто так».

kinoman84 в сообщении #1102223 писал(а):

Какая характеристика нашей Вселенной накладывает ограничение на скорость света? Какой краник ответственен именно за такую скорость?

Скорость света — это переводной коэффициент из одних единиц измерения интервала в другие. Так что никакой краник. Вот то, что она конечна, а не бесконечна — тут краник мог бы быть ответственным, но вряд ли стоит продолжать дальше употреблять слово «краник».

kinoman84 в сообщении #1102223 писал(а):

Можно ли рассматривать поле Хиггса как некое подобие эфира?

Нельзя. Квантовое поле — это квантовое поле.

kinoman84 в сообщении #1102223 писал(а):

Ведь частицы перемещаются в нем, а оно заполняет всё пространство. Частицы пересекают разные участки поля, а значит точно движутся. Разве не так?

Не так. Все квантовые поля «заполняют всё пространство», ну и никаких отдельных частиц нет. Квантовая теория поля лоренц-инвариантна, так что никаких абсолютных скоростей.

Надеюсь, мне простят упрощения.

[kinoman84]

arseniiv

Цитата:

Сначала безмассовое (хотя это предположение совершенно не обязательно) поле взаимодействует с полем Хиггса и выглядит от этого как массивное, а потом вдруг безмассовое поле не может с ним взаимодействовать.

Я имел ввиду, что раз переносчики взаимодействия движутся со скоростью света, значит оно никак не взаимодействует с полем Хиггса. Разве это не так?

Цитата:

Они могут иметь массу «просто так».

А что наделяет их этой массой? Сам материал, из которого они сотканы? И чем отличается собстенная масса от приобретенной в поле Хиггса?
И значит ли это, что фотон движется с максимальной скоростью не только потому, что не встречает сопротивления поля Хиггса, но и потому что не имеет массу "просто так"?

[arseniiv]

kinoman84 в сообщении #1102243 писал(а):

Я имел ввиду, что раз переносчики взаимодействия движутся со скоростью света, значит оно никак не взаимодействует с полем Хиггса. Разве это не так?

Гляньте на слабое взаимодействие.

kinoman84 в сообщении #1102243 писал(а):

А что наделяет их этой массой?

Это не физический вопрос.

kinoman84 в сообщении #1102243 писал(а):

И чем отличается собстенная масса от приобретенной в поле Хиггса?

Ролью в уравнениях.

kinoman84 в сообщении #1102243 писал(а):

И значит ли это, что фотон движется с максимальной скоростью не только потому, что не встречает сопротивления поля Хиггса, но и потому что не имеет массу "просто так"?

А вы как думаете? Но лучше не называть $c$ максимальной скоростью, у неё есть гораздо более корректное название инвариантная скорость. (Потому что световой конус переходит в себя при преобразованиях Лоренца, и 4-скорости частиц, движущихся со скоростью $c$, переходят только в такие.)

-- Пт фев 26, 2016 15:33:30 --

Вообще вопросам про хиггс должны предшествовать вопросы про КТП. Основания покрыты?

[rockclimber]

kinoman84 в сообщении #1102223 писал(а):

2) Фотоны несутся с максимальной скоростью, потому что не взаимодействуют с полем Хиггса. Означает ли это, что любой объект во вселенной перемещался бы со скоростью света, если бы поля Хиггса не существовало, или есть и другие факторы?

Вот тут неплохое объяснение (с русскими субтитрами): https://www.youtube.com/watch?v=ASRpIym_jFM

[Munin]

Попробую начать всё заново.

kinoman84 в сообщении #1102223 писал(а):

1) Поле Хиггса ответственно за возникновение массы. Возьмем элементарную частицу, скажем, электрон. Просачиваясь сквозь поле Хиггса, он обретает некоторую массу. Но ведь, в то же время, в его итоговую массу делает существенный вклад и его энергия связи - переносчики взаимодействия, которые он постоянно излучает. Эти переносчики перемещаются со скоростью света, а значит не взаимодействуют с полем Хиггса. В итоге всё-таки что такое масса элементарной частицы?

Тут смешаны два вопроса.

Во-первых, есть некоторая непосредственно видимая реальность. Её в физике называют "одетой", или "перенормированной". Это то, что непосредственно видно в эксперименте, причём в не слишком сложном эксперименте. Про эту реальность можно рассуждать на уровне простых эффектов (как говорят в физике, "эффектов низшего порядка").

Во-вторых, есть некоторая глубинная реальность, о которой нам говорит теория. Её называют "голой", или "затравочной". Это то, что "как будто бы есть на самом микроскопическом уровне" (здесь не подразумеваются планковские масштабы), но мы этого не видим непосредственно. Это "на самом деле" скрыто от нас сложными эффектами, которые можно учесть только теоретически. Хотя эксперименты (довольно сложные) позволяют увидеть то, что "скрыто под первым слоем луковицы", по сравнению с "одетым" уровнем, но до самого конца они не достигают. Так что, это всё не выдумано на пустом месте, но всё-таки является некоторой недостижимой экстраполяцией. Про эффекты, которые отвечают за это сокрытие, говорят как про "(радиационные) поправки", "эффекты высших порядков", и некоторыми другими словами.

В целом, сопоставление одной и другой реальности описывает теория перенормировки.

Так вот. Энергия связи и переносчики взаимодействия дают вклад в массу, который относится к различию между "затравочной массой" и "перенормированной массой" (иногда более образно говорят "голая масса" и "одетая масса").

А массовый член и взаимодействие с конденсатом Хиггса - дают вклад в массу на уровне эффектов низшего порядка. Остальные объяснения по этому поводу написал arseniiv.

kinoman84 в сообщении #1102223 писал(а):

2) Фотоны несутся с максимальной скоростью, потому что не взаимодействуют с полем Хиггса. Означает ли это, что любой объект во вселенной перемещался бы со скоростью света, если бы поля Хиггса не существовало, или есть и другие факторы?

Нет. Есть и другие факторы.

Например, кварки в протоне носятся практически со скоростью света. Но протон при этом может сидеть неподвижно.

kinoman84 в сообщении #1102223 писал(а):

3) Какая характеристика нашей Вселенной накладывает ограничение на скорость света? Какой краник ответственен именно за такую скорость?

На скорость света нет никаких краников. Ровно наоборот: это некоторая опора, "нулевая точка отсчёта", к которой привязаны другие краники. А как можно сместить точку отсчёта?

kinoman84 в сообщении #1102223 писал(а):

4) Можно ли рассматривать поле Хиггса как некое подобие эфира? Ведь частицы перемещаются в нем, а оно заполняет всё пространство. Частицы пересекают разные участки поля, а значит точно движутся. Разве не так?

Можно, если вы хотите быть моментально забаненным за лженауку. Иначе нельзя.

Эфир - это вовсе не то, что заполняет всё пространство. Эфир - это устаревшая идея о каком-то веществе, которое якобы заполняло всё пространство. Или о газе, или о твёрдом кристалле. Такого вещества нет, это достоверно известно.

А так - есть другие вещи, которые заполняют всё пространство, но эфиром не называются. Многие из них не устарели, и продолжают использоваться в современной физике. В том числе, поля. Не одно поле Хиггса - а все поля.

И вывод о том, что "частицы точно движутся" - неправильный.

-- 26.02.2016 17:51:46 --

arseniiv в сообщении #1102246 писал(а):

Вообще вопросам про хиггс должны предшествовать вопросы про КТП. Основания покрыты?

Да вы смеётесь. Забыли, кто такой kinoman84? Тут должны предшествовать вопросы про школьную алгебру.

-- 26.02.2016 17:52:50 --

rockclimber в сообщении #1102280 писал(а):

Вот тут неплохое объяснение

Вот видимо из-за этого неплохого объяснения и возникли эти вопросы.

У каждого неплохого объяснения есть минимальный уровень знаний зрителя. Ниже которого - это объяснение становится плохим, и может принести вред.

[arseniiv]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #1102322 писал(а):

Забыли, кто такой kinoman84?

Поначалу забыли, верно. Потому решил, что если не добавить в конец это уточнение, будет совсем плохо.

[ElectricDrive]

Правильно ли я понимаю (пониманием это конечно не является, но оборот речи немного подходящий), что
1. поле Хиггса не участвует во взаимодействиях кварков и лептонов без их превращений, в образовании адронов, ядер и атомов? Или оно есть, но пренебрежимо малое и просто не учитывается, как и гравитационное?
2. механизм Хиггса не определяет пути превращения лептонов и кварков?

[Munin]

ElectricDrive в сообщении #1144926 писал(а):

Правильно ли я понимаю, что
1. поле Хиггса не участвует во взаимодействиях кварков и лептонов без их превращений, в образовании адронов, ядер и атомов? Или оно есть, но пренебрежимо малое и просто не учитывается, как и гравитационное?

Скорее да, пренебрежимо мало. Не как гравитационное, а как короткодействующее: его радиус взаимодействия, определяемый массой хиггса, меньше даже радиуса слабого взаимодействия.

ElectricDrive в сообщении #1144926 писал(а):

2. механизм Хиггса не определяет пути превращения лептонов и кварков?

Не очень понимаю вопроса, но по-видимому, да.

[ElectricDrive]

Munin в сообщении #1144930 писал(а):

ElectricDrive в сообщении #1144926 писал(а):

2. механизм Хиггса не определяет пути превращения лептонов и кварков?

Не очень понимаю вопроса, но по-видимому, да.

Уточню:
2а. он не описывает превращения между кварками и лептонами;
2б. он не вносит поправок в определение вероятности пути по которому пойдёт реакция между адронами?

[Munin]

ElectricDrive в сообщении #1144935 писал(а):

Уточню:
2а. он не описывает превращения между кварками и лептонами;

Да. Каждая вершина с хиггсом - имеет "на выходе" тот же фермион, что "на входе".

ElectricDrive в сообщении #1144935 писал(а):

2б. он не вносит поправок в определение вероятности пути по которому пойдёт реакция между адронами?

Вносит, но мизерные. Эксперимент до них, по-видимому, не дошёл.

Хотя в принципе, на LHC-то идёт именно реакция между адронами, так что можно считать, что и дошёл :-)